常用低压电器----接触器

一、 接触器的结构和工作原理

接触器是一种能频繁地接通和断开远距离用电设备主回路及其他大容量用电回路的自动控制电器。它分为直流和交流两类。

主要由电磁机构、触头系统、灭弧装置三部分组成。

常用低压电器----接触器

接触器

1.电磁机构

电磁机构包括电磁线圈和铁心,铁心由静铁心和动铁心(即衔铁)组成,铁心的活动部分与受控电路的触头系统相连。在线圈中通以励磁信号,铁心中就会产生磁场,从而吸引衔铁,带动触头系统断开或接通受控电路。断电释放。

常用低压电器----接触器

内部结构

常见的磁路结构

a)为沿棱角转动的拍合式铁心,主要应用于直流电磁机构。

b)为沿轴转动的拍合式铁心,多用于触点容量较大的交流电磁机构。

c)为双E形直动式铁心,多用于交流接触器、继电器中。

交流电磁机构的铁心由硅钢片叠铆而成,有磁滞和涡流损耗,由于铁心和线圈都发热,所以在铁心和线圈之间设有骨架,铁心、线圈整体作成矮胖型,利于各自散热。

直流电磁机构的铁心由整块钢材或工程纯铁制成,无磁滞和涡流损耗,线圈发热铁心不发热,所以线圈直接接触铁心并通过铁心散热,铁心、线圈整体作成瘦高型。

2.电磁机构的吸力特性

电磁线圈通电后,铁心吸引衔铁的力,称为电磁吸力。电磁吸力的计算公式为

常用低压电器----接触器

式中 Φ为空气隙中的磁通,可近似看作与铁心的磁通相等,单位是韦伯(Wb);S 为空气隙的有效面积,单位是米2(m2); F为电磁吸力,单位是牛顿(N)。

直流电磁机构的励磁电流是恒定不变的直流,其磁动势 也是恒定不变的。但随着衔铁的吸合,空气隙变小,吸合后空气隙将消失,磁路的磁阻显著减小,因而磁通 要增大。由F表达式可知,吸合后的电磁力要比吸合前大得多。

常用低压电器----接触器

交流电磁机构的励磁电流是交变的,它所产生的磁场也是交变的,因此电磁力的大小也是交变的。设空气隙处的磁通为

常用低压电器----接触器

将其代入F表达式中,可得交流电磁机构的电磁吸力为:

常用低压电器----接触器

常用低压电器----接触器

电磁吸力的最大值

交流电磁机构的电磁吸力是脉动的,电磁吸力的瞬时值曲线如左图,其平均值为

常用低压电器----接触器

常用低压电器----接触器

下图为吸力与空气隙的关系曲线。在交流铁心线圈、变压器及交流电动机中,有一个共同的外加电压公式:

常用低压电器----接触器

由该式可知

常用低压电器----接触器

常用低压电器----接触器

因此,外加电压一定的条件下,交流磁路中主磁通的最大值基本不变。因此,交流电磁铁在吸合衔铁的过程中,电磁吸力的平均值随空气隙的变化较小。又由于主磁通等于磁动势与磁阻之比,而吸合过程中磁路的磁阻显著减小,可知随着空气隙的减小,磁动势必然减小,所以交流电磁机构吸合后的励磁电流要比吸合前显著减小。也就是说,交流电磁铁吸合前的励磁电流要比吸合后的励磁电流大得多。因此,交流电磁铁在工作时衔铁和铁心之间一定要吸合好,否则,线圈中会因长期通过较大的电流而过热烧毁。

其中曲线3为弹簧的反力特性曲线。无论交流或直流电磁机构,当吸力>反力时,电磁机构吸合,否则释放。

3.触头系统与灭弧方法

(1)触头系统

触头系统由主触头和辅助触头组成。主触头接在控制对象的主回路中(常常串在低压断路器之后)控制其通断,辅助触头一般容量较小,用来切换控制电路。每对触头均由静触头和动触头共同组成,动触头与电磁机构的衔铁相连,当接触器的电磁线圈得电时,衔铁带动动触头动作,使接触器的常开触头闭合,常闭触头断开。

触头有点接触、面接触、线接触三种,接触面越大则通电电流越大。触头材料有铜和银,银质触头更好。

常用低压电器----接触器

为了消除触头在接触时的振动,减小接触电阻,在触头上装有接触弹簧,该弹簧在触头刚闭合时产生较小的压力,闭合后压力增大。

(2)电弧的产生与灭弧

当一个较大电流的电路突然断电时,如触头间的电压超过一定数值,触头间空气在强电场的作用下会产生电离放电现象,在触头间隙产生大量带电粒子,形成炽热的电子流,被称为电弧。电弧伴随高温、高热和强光,可能造成电路不能正常切断、烧毁触头、引起火灾等其它事故,因此对切换较大电流的触头系统必须采取灭弧措施。

常用的灭弧装置有:灭弧罩、灭弧栅和磁吹灭弧装置。主要用于熄灭触头在分断电流的瞬间动静触头间产生的电弧,以防止电弧的高温烧坏触头或出现其它事故。

直流接触器工作原理与交流接触器基本相同,在结构上也由电磁机构、主触头、辅助触头、灭弧装置等组成,但在铁心结构、线圈形状、触头形状和数量、灭弧方式等方面也有所不同。

常用低压电器----接触器

接触器型号说明

如CJ12T-250,该型号的意义为CJ12T系列交流接触器,额定电流250A,主触头为三极。

CZ0-100/20为CZ0系列直流接触器,额定电流100A,双极动合主触头。

常用低压电器----接触器

交流接触器外形图

常用低压电器----接触器

原理图及电气符号

二、接触器的主要技术参数

1.额定电压

接触器铭牌上额定电压是指主触头的额定工作电压,其等级有:

直流接触器:220V,440V,660V。

交流接触器:220V,380V,500V,660V,1140V。

2.额定电流

接触器铭牌上额定电流是指在正常工作条件下主触头中允许通过的长期工作电流,一般按下面等级制造:

直流接触器:25A,40A,60A,100A,150A,250,400A,600A。

交流接触器:10,15,25,40,60,100,150,250,400,600A。

3.线圈的额定电压 其等级

直流线圈:24V,48V,220V。

交流线圈:36V,127V,220V,380V。

4.动作值

是指接触器的吸合电压与释放电压。部颁标准规定接触器在额定电压85%以上时,应可靠吸合。释放电压不高于线圈额定电压的70%。

5.接通与分断能力

指接触器的主触头在规定的条件下能可靠地接通和分断的电流值,而不应该发生熔焊,飞弧和过分磨损等。

6.机械寿命和电气寿命

接触器是频繁操作电器,应有较长的机械寿命和电器寿命。目前有些接触器的机械寿命已达一千万次以上;电气寿命是机械寿命的5%~20%。

7.操作频率

是指每小时接通的次数。交流接触器最高为600次/h;直流接触器可高达1200次/h。

三、接触器的选用

接触器的选用

交流负载应使用交流接触器,直流负载使用直流接触器;如果控制系统中主要是交流电动机,而直流电机或直流负载的容量比较小时,也可以选用交流接触器进行控制,但触头的额定电流应选大些。

接触器主触头的额定电压:其值应大于或等于负载回路的额定电压。

接触器主触头的额定电流:按手册或说明书上规定的使用类别使用接触器时,接触器主触头的额定电流应等于或稍大于实际负载额定电流。在实际使用中还应考虑环境因素的影响,如柜内安装或高温条件时应适当增大接触器额定电流。

接触器吸引线圈的电压 一般从人身和设备安全角度考虑,该电压值可以选择低一些;但当控制线路比较简单,用电不多时,为了节省变压器,则选用220V、380V。

接触器的触头数量、种类等应满足控制线路的要求。


感谢阅读。竭诚为广大电子电气爱好者提供优质知识。@电子电气自动化技术


分享到:


相關文章: